หากเพื่อนๆ คนไหนได้ติดตามข่าวความเคลื่อนไหวในแวดวงวิทยาศาสตร์อวกาศอยู่บ้างก็คงจะได้ทราบข่าวใหญ่เร็วๆ นี้แล้วว่า SpaceX บริษัทที่ให้บริการขนส่งอวกาศของ อิลอน มัสค์ (เจ้าของบริษัท Tesla Motor ที่เรารู้จักกันดี) ได้ประสบความสำเร็จในการส่งนักบินอวกาศขึ้นสู่สถานีอวกาศนานาชาติได้สำเร็จ เป็นการเปิดศักราชใหม่ครั้งแรกของมนุษยชาติที่เอกชนจะได้เข้ามามีบทบาทในโครงการอวกาศ ทำให้เกิดการแข่งขันเพื่อมอบบริการต่างๆ  ด้านอวกาศในราคาที่ถูกลง

แต่อย่างไรก็ตามการขนส่งอวกาศโดยใช้เทคโนโลยีจรวดก็ยังคงเป็นเรื่องสิ้นเปลือง และมีราคาสูงอยู่ดี แม้ว่าเอกชนทำแล้วจะถูกลงกว่าเดิมจากที่รัฐทำมากก็ตาม

ด้วยเหตุนี้ครั้งนี้เราจึงอยากจะพาเพื่อนๆ ที่รักเทคโนโลยีทุกคนมารู้จักไอเดียการขึ้นสู่อวกาศอีกหนึ่งรูปแบบที่สะดวก รวดเร็ว และกำลังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยในปัจจุบัน ซึ่งนั่นก็คือไอเดีย “ลิฟท์อวกาศ” หรือ Space Elevator ซึ่งไอเดียนี้จะน่าสนใจอย่างไร และมีความเป็นไปได้มากน้อยแค่ไหน ลองมาติดตามอ่านกันเล้ยย

ที่มาของไอเดียการสร้าง ลิฟท์อวกาศ

ไอเดียการสร้างลิฟท์อวกาศเป็นแนวคิดที่แสนเรียบง่ายซึ่งถูกนำเสนอขึ้นเป็นครั้งแรกโดย Konstantin Tsiolkovsky นักวิทยาศาสตร์ด้านการบินชาวรัสเซีย ที่ได้นำเสนอให้สร้างหอคอยสูงทะลุฟ้าขึ้นไปยังระดับความสูง 35,786 กิโลเมตร ซึ่งที่ระดับความสูงนี้เราเรียกว่า Geosynchronous Orbit เป็นตำแหน่งความสูงที่แรงโน้มถ่วงของโลกหักล้างกับแรงหนีศูนย์ถ่วงพอดีจึงสามารถสร้างห้องทดลองไร้น้ำหนักถาวรได้ที่นี่ จากนั้นก็ใช้ลิฟท์เพื่อเดินทางขึ้นสู่ปลายยอดของหอคอยก็จะทำให้เราขึ้นสู่อวกาศได้อย่างง่ายดาย  แต่ด้วยความสูงที่มากมายขนาดนี้คงไม่มีโครงสร้างใดในโลกที่จะสามารถสร้างได้ เพราะมันจะพังลงมาด้วยแรงบีบอัดจากน้ำหนักของตัวโครงสร้างเอง

จะเห็นได้ว่าไอเดียนี้เป็นไอเดียที่เรียบง่าย แต่ความเป็นไปไดแทบเป็นศูนย์ราวกับหลุดออกมาจากนิยายวิทยาศาสตร์ แต่ไอเดียนี้ก็ใช่ว่าจะเป็นไปไม่ได้เลยซะทีเดียว ทางออกที่วิศวกรโยธาได้เสนอขึ้นเพื่อทำให้แนวคิด ลิฟท์อวกาศ มีความเป็นไปได้ก็คือเปลี่ยนจากแรงอัดของโครงสร้าง ให้กลายเป็นแรงดึง ด้วยการใช้ลวดสลิงยึดกับสถานีอวกาศที่อยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของลวดในตำแหน่งที่สูงเลย Geosynchronous Orbit ออกไป ซึ่งที่ตำแหน่งนี้เป็นตำแหน่งค้างฟ้าที่มีคาบการหมุนรอบโลก 1 รอบต่อวัน โดยในตำแหน่งความสูงนี้จะมีแรงหนีศูนย์กลางมากกว่าแรงโน้มถ่วงของโลก แรงที่กระทำต่อเส้นลวดจึงกลายเป็นแรงดึงนั่นเอง

วัสดุที่จะนำมาใช้ทำลวดสลิงสำหรับ ลิฟท์อวกาศ

แรงดึงที่จะเกิดขึ้นกับลวดสลึงของลิฟท์อวกาศก็ยังคงมากมายมหาศาลอยู่ดี อย่างไรก็ตามวัสดุบนโลกของเรารับแรงดึงได้มากกว่าแรงอัดเสมอ การสร้างลวดสลึงที่สามารถทนต่อแรงดึงในการสร้างลิฟท์อวกาศจึงมีความเป็นไปได้มากกว่า และวัสดุที่เป็นความหวังก็คือ คาร์บอนนาโนทิว (Carbon Nanotube) นั่นเอง

ปัจจุบันชาติมหาอำนาจด้านอวกาศทั่วโลกกำลังเร่งวิจัยการอย่างแข่งขันเพื่อที่จะสร้างลวดสลิงคาร์บอนนาโนทิวสำหรับใช้กับลิฟท์อวกาศ ที่สามารถทนต่อแรงดึงมหาศาลจากแรงเหวี่ยงของโลกได้ และจะต้องสามารถผลิตให้ได้ในสเกลที่มากพอสำหรับการใช้งานในเชิงอุตสาหกรรม

โดยล่าสุดทาง NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC) ที่ให้ทุนวิจัยแก่งานวิจัยแก่โครงการวิจัยที่ล้ำหน้าในอเมริกาก็ได้ให้ทุนสนับสนุนการวิจัยสร้างสลิงคาร์บอนนาโนทิวสำหรับใช้กับลิฟท์อวกาศด้วย โดย Bradley C. Edwards ซึ่งเป็นหนึ่งในนักวิจัยที่เกี่ยวข้องกับโครงการนี้ได้เปิดเผยว่าทีมของเขากำลังสร้างคาร์บอนนาโนทิวที่มีลักษณะเป็นแผ่นบางๆ คล้ายริบบิ้นที่จะมายึดกับสถานีอวกาศ พร้อมกับรายละเอียดอื่นๆ เช่น สถานที่สำหรับจุดยึดบนพื้นดิน ระบบป้องกันอุกกาบาต พายุ เป็นต้น

ความเป็นไปได้ในการสร้าง ลิฟท์อวกาศ

ญี่ปุ่นดูเหมือนจะเป็นชาติที่จริงจังที่สุดในการสร้างลิฟท์อวกาศให้เกิดขึ้นจริง โดยในปี 2008 Shuichi Ono ประธานของ Japan Space Elevator Association ได้ประมาณถึงค่าใช้จ่ายขั้นต่ำในการสร้าง space elevator เอาไว้อยู่ที่ประมาณล้านล้านเยน (3 แสนล้านบาท) จากนั้นในปี 2012 บริษัท Obayashi Corporation ได้ประกาศว่าพวกเขาจะสามารถสร้าง space elevator ได้ในอีก 38 ปี โดยจะใช้ ตัวไต่ (Climber) เป็นห้องโดยสารสำหรับปีนไปตามสายเคเบิล carbon nanotube ด้วยความเร็ว 200 กม./ชม.  

ทางฝั่งอเมริกา เอกชนรายใหญ่บางรายก็ให้ความสนใจโครงการนี้ไม่น้อยเช่นกัน โดยในปี 2014 บริษัท Google ยักษ์ใหญ่ด้านไอทีก็ได้มีการสร้างทีมพิจารณาความเป็นไปได้ถึงการสร้างลิฟท์อวกาศ โดยพวกเขาได้ตั้งทีม Google X’s Rapid Evaluation R&D เพื่อทำการวิจัยในเรื่องนี้ แต่ก็ติดปัญหาที่ตอนนั้นยังไม่มีใครที่สามารถสร้าง carbon nanotube ที่ยาวกว่าหนึ่งเมตรได้  โครงการนี้จึงถูกแขวนไว้ก่อนในระดับ “ลับสุดยอด” และพร้อมจะกลับมาพัฒนาอีกครั้งเมื่อการเทคโนโลยีคาร์บอนนาโนทิวสามารถพัฒนาไปจนถึงจุดที่สามารถใช้งานได้จริง

และเมื่อเร็วๆ นี้ในปี 2018 นักวิจัยจาก Shizuoka University ได้ปล่อยดาวเทียม STARS-Me ออกจากสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ซึ่งดาวเทียมนี้มีลักษณะเป็นทรงลูกบาศก์สองอันที่ยึดโดยสายเคเบิล  โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาแนวทางการยึดโยงวัตถุสองชิ้นด้วยเคเบิลในห้วงอวกาศ ซึ่งจะเป็นองค์ความรู้พื้นฐานสำหรับการสร้างลิฟท์อวกาศต่อไปในอนาคต

และนี่ก็คือข่าวความเคลื่อนไหวที่น่าสนใจในแวดวงเทคโนโลยีที่เราอยากจะนำเสนอให้เพื่อนๆ ได้ทราบในครั้งนี้ ก็หวังว่าจะเป็นที่ชื่นชอบของคอเทคโนโลยีกันทุกคนนะครับ จะเห็นว่าไอเดีย ลิฟท์อวกาศ ตอนนี้มีความเป็นไปได้มากเลยทีเดียว ขาดก็แต่เทคโนโลยีคาร์บอนนาโนทิวที่เป็นกุญแจสำคัญที่สุดที่จะทำให้เป็นไปได้ เราก็หวังว่าจะได้รับข่าวดีในเร็ววันนี้ หากโครงการนี้สำเร็จเป็นจริงขึ้นมาได้ จะถือเป็นการปฏิวัติโลกเลยทีเดียว เพราะงานก่อสร้างต่างๆ ในอวกาศรอบโลกของเราจะง่ายขึ้นกว่าเดิมมาก การขึ้นสู่อวกาศจะกลายเป็นเรื่องกล้วยๆ ที่คนธรรมดาๆ อย่างเราก็มีโอกาสได้สัมผัส ก็หวังว่าวันนั้นจะมาถึงเร็วๆ นะครับ  

ที่มา – BusinessInsider

Text – Sujate Wanchat